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CODEX ŒNOLOGIQUE INTERNATIONAL
Polyvinylpolypyrrolidone
COEI-1-PVPP : 2007
POLYVINYLPOLYPYRROLIDONE
POVIDONE
(PVPP)
(C6H9NO)n = (111,1)n
N° SIN : 1202
(Oeno 11/2002 modifiée par Oeno 4/2007)
1. OBJET, ORIGINE ET DOMAINE D’APPLICATION
La polyvinylpolypyrrolidone insoluble est un polymère poly[1-(2-oxo-1pyrrolidinyléthylène] réticulé de façon à la rendre insoluble. Elle est
fabriquée par polymérisation de la N-vinyl-2-pyrrolidone en présence de
divers catalyseurs (par exemple de l’hydroxyde de sodium) ou en présence
de N,N'-divinylimidazolidone.
La PVPP fixe les polyphénols des vins, cette adsorption dépend du taux de
polymérisation. Sa dose d’utilisation est limitée.
2. SYNONYMES
poly(1-éthénylpyrrolidin-2-one)
Crospovidone (nomenclature de la pharmacopée)
Polyvidone réticulée
Homopolymère réticulé de 1-éthényl-2-pyrrolidone
Polymère réticulé insoluble de la N-vinyl-2-pyrrolidone
P.V.P. insoluble
Polyvinylpolypyrrolidone (PVPP).
3. ETIQUETAGE
L’étiquette doit mentionner que la PVPP est à usage oenologique, l’efficacité
minimum garantie vis-à-vis du test et les conditions de sécurité et de
conservation.
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4. CARACTERES
Poudre légère, blanc à blanc crème.
Insoluble dans l'eau et dans les solvants organiques.
Insoluble dans les acides minéraux forts et les alcalins.
5. ESSAIS
5.1 Perte à la dessiccation
Placer 2 g de PVPP dans une capsule de silice de 70 mm de
diamètre; dessécher à l'étuve à 100-105° C durant 6 heures.
Laisser refroidir en dessiccateur. Peser. La perte de poids doit être
inférieure à 5 p. 100.
Il est également possible de réaliser cette mesure plus rapidement
par titration avec le procédé Karl-Fischer. (Voir annexe).
Remarque : Toutes les limites fixées ci-dessous sont
rapportées au produit sec.
5.2 Cendres
Incinérer progressivement sans dépasser 600° C le résidu laissé dans
l'essai 5.1.
Le poids des cendres doit être inférieur à 0,5 p. 100.
5.3 Préparation de la solution pour essais
Après la pesée des cendres, les dissoudre dans 1 ml d'acide
chlorhydrique concentré (R) et 10 ml d'eau distillée. Chauffer pour
activer la dissolution. Porter à 20 ml avec de l'eau distillée. 1 ml de
cette solution contient les matières minérales de 0,10 g de PVPP.
5.4 Métaux lourds
10 ml de solution préparée selon le point 5.3 sont placés dans un
tube à essai avec 2 ml d'une solution tampon pH 3,5 (R) et 1,2 ml de
réactif au thioacétamide (R). Aucun précipité ne doit se produire. Si
une coloration brune apparaît, elle doit être inférieure à celle
présentée par le témoin comme il est indiqué au Chapitre II.
La teneur en métaux lourds, exprimée en plomb, doit être inférieure
à 10 mg/kg.
5.5 Plomb
Sur la solution pour essais préparée selon le point 5.3, doser le
plomb par spectrophotométrie d'absorption atomique selon la
méthode décrite au Chapitre II.
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La teneur en plomb doit être inférieure à 2 mg/kg.
5.6 Mercure
Doser le mercure selon la méthode décrite au Chapitre II.
La teneur en mercure doit être inférieure à 1 mg/kg.
5.7 Zinc
Doser le zinc selon la méthode décrite au Chapitre II.
La teneur en zinc doit être inférieure à 5 mg/kg.
5.8 Arsenic
Doser l’arsenic selon la méthode décrite au Chapitre II.
La teneur en arsenic doit être inférieure à 3 mg/kg.
5.9 Cadmium
Effectuer le dosage du cadmium à l’aide de la méthode décrite au
Chapitre II du Codex œnologique international par spectrometrie
d’absorption atomique.
La teneur en cadmium doit être inférieure à 1 mg/kg.
5.10 Sulfates
Doser les sulfates selon la méthode décrite au Chapitre II.
La teneur en sulfates doit être inférieure à 1 g/kg.
5.11 Dosage de l'azote total
Introduire environ 0,20 g de PVPP exactement pesé dans un ballon
de 300 ml avec 15 ml d'acide sulfurique concentré (R) et 2 g de
catalyseur de minéralisation (R) et poursuivre l'opération comme il
est indiqué au Chapitre II.
La teneur en azote total doit être comprise entre 11 et 12,8 %.
5.12 Solubilité en milieu aqueux
Introduire 10 g de PVPP dans un ballon de 200 ml contenant 100 ml
d'eau distillée. Agiter et laisser en contact pendant 24 heures. Filtrer
sur filtre écran de porosité 2,5 µm puis sur un filtre écran de porosité
0,8 µm. Le résidu laissé par l'évaporation du filtrat sec, sur bain
d'eau à 100° C, doit être inférieur à 50 mg.
La solubilité dans l'eau doit être inférieure à 0,5 p. 100.
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5.13 Solubilité en milieu acide et alcoolique.
Introduire 1 g de PVPP dans un ballon contenant 500 ml du mélange
suivant :
Acide acétique
3g
Ethanol
10 ml
Eau
100 ml
Laisser en contact pendant 24 heures. Filtrer sur un filtre écran de
porosité 2,5 µm puis sur un filtre écran de porosité 0,8 µm.
Concentrer le filtrat sur un bain d'eau à 100° C. Terminer
l'évaporation sur bain d'eau à 100° C dans une capsule en silice de
70 mm de diamètre préalablement tarée. Le résidu laissé par
évaporation à sec doit être inférieur à 10 mg, compte tenu du résidu
laissé éventuellement par l'évaporation de 500 ml du mélange acide
acétique-éthanol.
La solubilité en milieu acétique et alcoolique doit être inférieure à 1
p. 100.
6. EFFICACITE DE LA PVPP VIS-A-VIS DE L'ADSORPTION DES
COMPOSES POLYPHENOLIQUES.
6.1. Test à l'acide salicylique
6.1.1 Réactifs :
- Solution d'hydroxyde de sodium 0,1 M.
- Solution d'acide salicylique 0,1 M (13,81 g d'acide salicylique sont
dissous dans 500 ml de méthanol dilué à 1l avec de l’eau.
6.1.2 Mode opératoire :
- Peser 2-3 grammes de PVPP dans une fiole conique de 250 ml et
noter le poids W, à ± 0,001 g.
- Calculer l'extrait sec de l'échantillon (pourcentage de solide) noter
P en % à la décimale près.
- Ajouter la solution d'acide salicylique 0,1 M selon la formule :
43 . W . P = ml à ajouter
- Fermer le flacon et agiter pendant 5 minutes.
- Verser le mélange à 25° C sur un filtre déposé sur un entonnoir
Büchner relié à un flacon de 250 ml ; faire le vide jusqu'à obtenir au
moins 50 ml de filtrat (le filtrat doit être clair).
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- Pipeter 50 ml de filtrat et le mettre dans une fiole conique de 250
ml.
- Déterminer avec une solution d’hydroxyde de sodium 0,1 M le
point de neutralisation à la phénolphtaléine et noter le volume Vs.
- Titrer 50 ml d'une solution d'acide salicylique (témoin) de la même
manière, et noter le volume Vb.
6.1.3 Calcul :
% activité =
Vb − Vs
. 100
Vb
Le pourcentage d'activité doit être égal ou supérieur à 30 p. 100
6.2. Determination de la capacité d'adsorption de l’oenocyanine (30p.
100 minimum
6.2.1. Principe
Une petite quantité de PVPP est mise en contact avec une solution
d‘oenocyanine pendant 5 minutes. L'adsorption à 280 nm de la solution
d’ oenocyanine traitée est comparée à celle de la solution étalon par
rapport à un blanc composé seulement de solvant. La réduction de
l'adsorption à 280 nm est utilisée en tant que mesure relative de la
capacité de la PVPP à adsorber l’ oenocyanine.
6.2.2. Réactifs
- oenocyanine (hydrate d’)
- Ethanol (absolu)
- Eau distillée.
6.2.3. Appareil
- Spectrophotomètre, UV visible.
- Cuves en quartz, 1 cm de trajet optique.
- Béchers, 150 ml.
- Fiole jaugée, 1 litre.
- Barreaux d'agitation en téflon et agitateur magnétique.
- Seringues.
- Filtres pour seringues, (porosité 0,45 µm).
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6.2.4. Mode opératoire
- Solution E. Dissoudre 80 mg d'hydrate d’oenocyanine dans
50 ml d'éthanol. Transférer quantitativement dans une fiole jaugée
d'un litre (avec de l'eau distillée) et diluer au volume marqué avec de
l'eau distillée. Etiqueter sous le nom Solution E, et conserver dans un
flacon ambré. Cette solution est la solution étalon.
- Solution R. Préparer la solution de référence en diluant 50
ml d'éthanol dans 1 litre d'eau distillée. Cette solution est la solution R
(de référence).
- Peser, en triple, 50 mg ± 0,1 mg de l'échantillon dans des béchers de
150 ml. Y ajouter le barreau d'agitation en téflon et placer sur un
agitateur magnétique.
NOTE : Le temps de contact entre l'échantillon et la solution est
critique. Au cours des étapes suivantes, l'addition de la solution aux
échantillons se fera par échelonnements afin de prévoir exactement 5
minutes entre l'introduction de la solution et la filtration de chaque
échantillon.
- A l'aide d'une pipette, ajouter 100 ml de la solution E à deux des
échantillons et ajouter 100 ml de la solution R au troisième échantillon.
Mettre la minuterie en marche après que les 100 ml ont été ajoutés.
- Agiter pendant 5 minutes ± 5 secondes.
- Retirer immédiatement une partie de la solution et filtrer dans une
fiole propre, à l'aide d'une seringue et d'un filtre dont le diamètre des
pores est de 0,45 µm. Les solutions filtrées peuvent être conservées
dans un endroit frais et sombre pendant 1 heure au maximum avant
de mesurer l'absorbance UV.
- Installer le spectrophotomètre UV conformément aux instructions du
fabricant concerné afin de mesurer l'absorbance à 280 nm. Mettre
l'appareil à zéro sur 280 nm en utilisant la solution R comme blanc.
- Mesurer le degré d'absorbance de chaque extrait filtré à 280 nm par
rapport à la solution R en utilisant des cuves en quartz de 1 cm de
trajet optique.
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6.2.5. Calculs
Capacité adsorbante =
Ao - (AT - AB) x 100
_________________
AB
Sachant que :
Ao = Absorbance de la solution E
AT = Absorbance de la solution échantillon
AB = Absorbance de la solution à blanc (PVPP sans oenocyanine)
Rapporter la moyenne des deux solutions échantillon.
7. DETERMINATION DU MONOMERE N-VINYL-2-PYRROLIDONE
DANS LA PVPP A L'AIDE DE LA CHROMATOGRAPHIE LIQUIDE A
HAUTE PERFORMANCE AVEC DETECTION UV.
7.1. Principe
Le monomère N-vinyl-2-pyrrolidone est extrait du polymère PVP avec
le méthanol. La solution de méthanol est analysée par CLHP en
utilisant une colonne en phase inversée de type C8 désactivée, la
quantification s'effectue par détection UV à 235 nm. La PVP soluble est
éliminée de l'entrée de la colonne par une technique de rétrobalayage
automatique (backflush).
Cette méthode est applicable aux échantillons dont la concentration en
monomère est comprise entre 0,4 et 100 mg/l.
La teneur en N-vinyl–2–pyrrolidone dans la PVPP ne doit pas excéder
10 mg par kg.
7.2. Réactifs
- Méthanol, classe CLHP.
- Eau, microfiltrée de résistivité > 18 MΩ.
- N-vinyl-2-pyrrolidone
7.3. Appareillage
7.3.1 Verrerie
- Assemblage CLHP pour filtrer les solvants ; entièrement en verre.
- Filtres pour phases mobiles, nylon 0,45 µm.
- Pipettes graduées (10, 20 et 100 ml).
- Fioles jaugées (100 et 1000 ml).
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- Pipettes de 7,5 ml, en polyéthylène.
- Spatules convenant à la manipulation de grammes de poudre.
- Petites fioles avec bouchons en polyéthylène.
- Filtres de porosité 0,45 µm en microfibre de verre.
7.3.2. Instruments
- Balance permettant la lecture jusqu'à 0,1 mg.
- Agitateur magnétique
- Système CLHP avec colonne de type C8 et détecteur UV-Visible.
7.4. Mode opératoire
7.4.1. Préparation de la phase mobile
- A l'aide d'une pipette introduire 200 ml de méthanol classe CLHP
dans un fiole jaugée de 1000 ml. Diluer au volume requis avec de l'eau
classe CLHP et mélanger.
- Filtrer/dégazer la phase mobile et la transférer ensuite dans le
réservoir de solvant pour la pompe CLHP.
7.4.2. Préparation des étalons
- Solution étalon VP 1000 mg/l
Peser environ 100 mg de N-vinyl-2-pyrrolidone à 0,1 mg près, dans
une fiole jaugée de 100 ml. Diluer au volume requis avec la phase
mobile.
- Solution étalon VP 100 mg/l
Diluer 10 ml de la solution à 1000 mg/l au volume requis, avec la
phase mobile, dans une fiole jaugée de 100 ml.
- Solution étalon VP 10 mg/l.
Diluer 10 ml de la solution à 100 mg/l au volume requis, avec la phase
mobile, dans une fiole jaugée de 100 ml.
- Solution étalon VP 1 mg/l
Diluer 10 ml de la solution à 10 mg/l au volume requis, avec la phase
mobile, dans une fiole jaugée de 100 ml.
7.4.3. Préparation de l'échantillon
- Dans une petite fiole, peser environ 2,0 g de PVPP à 0,1 mg près.
- A l'aide d'une pipette, introduire 20 ml de méthanol classe CLHP
dans la fiole contenant l'échantillon.
- Fermer hermétiquement la fiole et la placer sur l'agitateur
automatique. Extraire pendant une heure à une vitesse de 130
rotations par minute.
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- Après une heure, retirer la fiole de l'agitateur. Filtrer le surnageant à
travers un filtre de porosité 0,45 µm en microfibre de verre.
7.4.4. Analyse par CLHP
Installer l'appareil de CLHP conformément aux instructions du fabricant
et équilibrer la colonne et le détecteur avec la phase mobile pendant
au moins une heure avant d'analyser l'étalon et les échantillons.
Conditions de CLHP (à titre d'exemple) :
Vol. d'injection
20 microlitres
Débit du solvant
1 ml/minute
Détection
235 nm
Durée
10 minutes pour les étalons sans
rétrobalayage de colonne, 60
minutes pour les échantillons avec
rétrobalayage de colonne, dont 10
minutes pour le rétrobalayage et
50
minutes
pour
le
reconditionnement de la colonne.
- Injecter un étalon de 10 mg/l de N-vinyl-2-pyrrolidone (concentration
absolue) à trois reprises tous les 6 à 10 échantillons afin de contrôler la
performance du système.
7.4.5. Calculs
mg/l de VP = 20 x (aire du pic de l'échantillon) x (Facteur de réponse)
échantillon en grammes
avec facteur de réponse =
(concentration d'étalon en mg/l)
(aire du pic de l'étalon)
Remarque :
- Limite de détection et quantité minimale quantifiable
La limite de détection (signal/bruit = 3 pour un échantillon de PVPP
avec une teneur de 0,27 mg/l en N-vinyl-2-pyrrolidone) est de ~ 0,10
mg/l avec une quantité minimale quantifiable (signal/bruit = 10) de
0,33 mg/l.
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- Récupération
Lors d'un essai au laboratoire, la N-vinyl-2-pyrrolidone, surchargée
avec du PVPP à raison de 1, 10 et 100 mg/l de VP, a été
respectivement récupérée à 108 %, 99,0 % et 102 % .
- Temps de rétention
La durée moyenne de rétention du pic de N-vinyl-2-pyrrolidone (au
taux de 10 mg/l) est de 6,34 ± 0,08 minutes, pour un système colonne
+ précolonne de 13 cm de long.
- Interférences
La durée appropriée de rétrobalayage sera déterminée pour chaque
système et on l'effectuera rigoureusement sans quoi un blocage de la
colonne pourrait se produire.
8. DETERMINATION DE LA N,N'-DIVINYLIMIDAZOLIDONE LIBRE
DANS LA PVPP A L'AIDE DE LA CHROMATOGRAPHIE EN PHASE
GAZEUSE.
Cette détermination est à effectuer lorsque la technique de préparation de
la PVPP utilise le N,N'-divinylimidazolidone.
- la teneur en N,N'-divinylimidazolidone libre dans la PVPP ne doit pas
excéder 2 mg par kg.
8.1. Principe
Dosage par chromatographie en phase gazeuse sur colonne capillaire
du N',N-divinylimidazolidone libre dans un solvant (acétone) à partir
de PVPP non soluble. La limite de détection est de 1 mg/kg.
8.2. Solution de l’étalon interne :
Dissoudre 100 mg de nitrile d'acide heptanoïque pesé à 0,1 mg près
dans 500 ml
d'acétone.
8.3. Préparation de l'échantillon
Peser de 2 à 2,5 g de polymère à 0,2 mg près et verser dans une
fiole conique de 50 ml. A l'aide d'une pipette, ajouter 5 ml de
solution de l’étalon interne, puis 20 ml d'acétone. Agiter le mélange
pendant 4 heures, puis laisser reposer et stabiliser au moins 15
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heures et analyser le liquide surnageant par chromatographie en
phase gazeuse.
8.4. Solution d'étalonnage
Peser 25 mg de N,N'-divinylimidazolidone à 0,2 mg près (le standard
analytique peut être obtenu auprès de laboratoires spécialisés,
actuellement BASF, D-67056 Ludwigshafen) et verser dans une fiole
jaugée; porter à 100 ml avec de l'acétone. A l'aide d'une pipette,
transférer 2,0 ml de cette solution dans une fiole jaugée de 50 ml et
porter à 50 ml avec de l'acétone. Transvaser 2 ml de cette solution
dans une fiole jaugée de 25 ml, ajouter 5 ml de la solution de l’étalon
interne (voir plus haut) et ajuster au volume avec de l'acétone.
8.5. Conditions de la chromatographie en phase gazeuse (à
titre d’exemple) :
Colonne (silice fondue) capillaire (Carbowax réticulé - 20 M),
longueur 30 m, diamètre intérieur 0,25 mm, épaisseur du film 0,5
µm.
Colonne température programmée
140°C à 240°C, 4°C/
minute.
Injecteur
injecteur split, 220°C.
débit de purge 30 ml/min.
Détecteur
Détecteur
thermoïonique
(optimisé
conformément
aux
instructions du fabricant),
250°C.
Gaz vecteur
Hélium,
1
bar
(suppression).
Volume injecté
1
µl
de
solution
surnageante d'échantillon ou
de solution d'étalonnage.
8.6. Procédure
Validation du facteur de réponse pour les conditions spécifiques
d'analyse grâce à des injections répétées de solution d'étalonnage.
Analyse de l'échantillon. La teneur en N,N'-divinylimidazolidone dans
la PVPP non soluble ne doit pas être supérieure à 0,1 %.
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8.7. Calcul du facteur de réponse :
f=
Wd x Ase
Wse x Ad
Wd - quantité de N,N'-divinylimidazolidone utilisée (mg)
Wse - quantité d'étalon interne (mg)
Ase - aire du pic de l’étalon interne
Ad - aire du pic de la N,N'-divinylimidazolidone.
8.8. Calcul de la teneur en N,N'-divinylimidazolidone :
CD =
1000 × f × Ad × Wse
(mg/kg)
Ase × Ws
CD = concentration de la N,N'-divinylimidazolidone (mg/kg)
f = facteur de réponse
Ad = aire du pic pour la N,N'-divinylimidazolidone
Wse = quantité d'étalon interne ajoutée à l'échantillon (mg)
Ase = aire du pic de l'étalon interne
Ws = quantité d'échantillon utilisée (g)
9. CONSERVATION
La PVPP doit être conservée dans des lieux ventilés dans des récipients
étanches à l'abri d'éléments volatils qu'elle peut adsorber.
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ANNEXE
Procédé Karl-Fischer.
1. CHAMP D’APPLICATION
Cette méthode a pour objet de déterminer la teneur en eau dans le PVP à
liaison transversale. Les résidus de vinylpyrrolidone n'interféreront pas aux
taux habituellement présents (0, 1 %). La méthode détectera l'eau à des
concentrations supérieures à 0,05 % (m/m).
2. PRINCIPE
L'échantillon est dissous dans du méthanol anhydre et titré à l'aide du réactif
Karl-Fischer (KF) sans pyridine. L'eau réagit avec la solution de titrage de la
manière suivante :
2RN + H20 +I2 + (RNH)S03CH3
→
(RNH)S04CH3 + 2(RNH)I
Le point final (excès I2) est déterminé en contrôlant le changement du
courant entre deux microélectrodes de platine polarisées. Le titrage KF
typique est totalement automatisé et produira directement les niveaux d'eau
calculés.
3. REACTIFS
1. Réactif Karl Fischer sans pyridine.
2. Méthanol, anhydre
3. Gel de silice avec indicateur d'humidité pour la dessiccation du tube
dans la cellule.
4. Le standard analytique peut être obtenu auprès de laboratoires
spécialisés (actuellement BASF, D-67056 Ludwigshafen)
4. APPAREIL
Titrimètre Karl Fischer.
5. METHODE
1. Remplir le récipient de titrage avec 50 ml de méthanol anhydre ou une
quantité suffisante pour couvrir les électrodes. Remplir le tube de
dessiccation au-dessus de la cellule avec du gel de silice frais.
2. Etalonner la solution de titrage en utilisant de l'eau distillée comme
étalon.
Consigner le poids de l'échantillon et de la tare, tel qu'indiqué dans
le manuel des instruments.
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L'appareil calculera automatiquement la moyenne du titre et la
sauvegardera en mémoire. Pour les appareils plus anciens, calculer
le titre moyen (à savoir, la solution de titrage H2O/ml en mg) pour
trois déterminations. Si l'on dispose d'une interface de balance
analytique pour consigner le poids de l'échantillon, suivre les
instructions du manuel.
3. Ajouter 0,075 g à 0, 150 g d'échantillon (à 0, 1 mg près) dans le
récipient de réaction et agiter pendant 2 minutes.
Consigner le poids de l'échantillon et de la tare. L'appareil mesurera le
titrage et déterminera automatiquement le pourcentage de teneur en
eau.
4. Faire l'analyse en double exemplaire.
6. CALCULS
1.
Titre de la solution de titrage KF, T
étalon d'eau (en mg)
solution de titrage utilisée (en ml)
2.
% d'eau dans l'échantillon
0,1 TV
S
Quand
V = ml de solution de titrage utilisée
S = poids de l'échantillon en grammes.
7. INTERFERENCES
Des concentrations élevées de résidus de vinylpyrrolidone (>0,5 %)
réagiront avec l’iode et donneront des résultats très inexacts.
(Un taux résiduel de vinylpyrrolidone de 1 % (p/p) correspond au niveau de
H20 relevé de 0,16% (m/m)). Un excès de base dans l'échantillon risque de
modifier le pH de la solution et de donner des résultats peu élevés. Les
échantillons avec pH >8 devront être tamponnés avec 5 g d'acide benzoïque
pour 50 ml.
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